JPS5876096A - 連続アルコ−ル発酵方法 - Google Patents
連続アルコ−ル発酵方法Info
- Publication number
- JPS5876096A JPS5876096A JP56175540A JP17554081A JPS5876096A JP S5876096 A JPS5876096 A JP S5876096A JP 56175540 A JP56175540 A JP 56175540A JP 17554081 A JP17554081 A JP 17554081A JP S5876096 A JPS5876096 A JP S5876096A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fermentation
- yeast
- porous particles
- tank
- alcohol fermentation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は糖質を原料として酵母を用いてアルコール発酵
を連続的に行う方法に関するものである。
を連続的に行う方法に関するものである。
糖質を原料としてアルコールを製造するには、微生物で
ある酵母あるいは細菌を用いるか、または酵母から分離
した酵素によって、アルコール発酵を行わせるが、現在
行われているアルコール発酵のほとんどはバッチ運転が
採用されている。この場合、発酵性糖質を仕込んだ発酵
槽に、予め用意した酵母（酒母）を添加して発酵を行い
、発酵が終了した後、この発酵液を抜出し、酵母を分離
し、蒸留その他の次の工程へ送られる。
ある酵母あるいは細菌を用いるか、または酵母から分離
した酵素によって、アルコール発酵を行わせるが、現在
行われているアルコール発酵のほとんどはバッチ運転が
採用されている。この場合、発酵性糖質を仕込んだ発酵
槽に、予め用意した酵母（酒母）を添加して発酵を行い
、発酵が終了した後、この発酵液を抜出し、酵母を分離
し、蒸留その他の次の工程へ送られる。
最近、石油価格の高騰と、長期的にみた場合の原油の供
給不安定性とから、石油代替エネルギーとしての燃料ア
ルコールが注目されており、例えばブラジルでは国内消
費のガソリンの２０％をアルコールで代替しており、そ
のためのアルコール生産が菌体再循環式のバッチ法で行
われており、その他の国でも国家計７画としての燃料ア
ルコール生産が推進されている。
給不安定性とから、石油代替エネルギーとしての燃料ア
ルコールが注目されており、例えばブラジルでは国内消
費のガソリンの２０％をアルコールで代替しており、そ
のためのアルコール生産が菌体再循環式のバッチ法で行
われており、その他の国でも国家計７画としての燃料ア
ルコール生産が推進されている。
従来のバッチ式アルコール発酵においては、発酵槽内で
発酵が終了するまでには２４〜５０時間を要し、アルコ
ールの生産量を増加せしめるためには大容量の発酵槽を
多数設置する必要があり、しかもその一部は常に発酵液
の抜出しおよび再仕込みのために休止状態にあり、また
仕込まれた酒母が充分な酵母濃度になるまでの増殖期間
が必要であるため、発酵槽全体の稼働率は必ずしも高く
ない。一方、このバッチ式発酵を単に連続化した場合は
、酵母の生育速度が遅いため二帯留時間を長くとる必要
があり、酵母の２倍増殖時間より短い滞留時間では酵母
流出により発酵槽中の酵母量の減少を生じ、発酵歩合が
低下する。従って、単純な連続化は工業的に成立たない
。
発酵が終了するまでには２４〜５０時間を要し、アルコ
ールの生産量を増加せしめるためには大容量の発酵槽を
多数設置する必要があり、しかもその一部は常に発酵液
の抜出しおよび再仕込みのために休止状態にあり、また
仕込まれた酒母が充分な酵母濃度になるまでの増殖期間
が必要であるため、発酵槽全体の稼働率は必ずしも高く
ない。一方、このバッチ式発酵を単に連続化した場合は
、酵母の生育速度が遅いため二帯留時間を長くとる必要
があり、酵母の２倍増殖時間より短い滞留時間では酵母
流出により発酵槽中の酵母量の減少を生じ、発酵歩合が
低下する。従って、単純な連続化は工業的に成立たない
。
発酵槽中に酵母または酵素を固定化する試みは種々性わ
れている。しかしながら、酵素の固定化は、固定化技術
によって酵素および担体が制約され、また酵素自体に増
殖性がないのでその使用寿命に限界がある。一方、酵母
の固定化は大量の酵母を何らかの物質によって固定化す
るための固定化プロセスが必要であり、例えば膠質液中
に分散せしめてからゲル化させたり、あるいは光硬化性
樹脂を利用する方法などが提案されている。これ◇ らの固定化酵母では担体が充填層ある場合には流出酵母
による目詰り等のトラブルを生じ易く、また流動層の状
態で用いる場合には固定化担体の強度が問題となる。
れている。しかしながら、酵素の固定化は、固定化技術
によって酵素および担体が制約され、また酵素自体に増
殖性がないのでその使用寿命に限界がある。一方、酵母
の固定化は大量の酵母を何らかの物質によって固定化す
るための固定化プロセスが必要であり、例えば膠質液中
に分散せしめてからゲル化させたり、あるいは光硬化性
樹脂を利用する方法などが提案されている。これ◇ らの固定化酵母では担体が充填層ある場合には流出酵母
による目詰り等のトラブルを生じ易く、また流動層の状
態で用いる場合には固定化担体の強度が問題となる。
本発明は発酵槽内に多孔質粒状体を酵母保持体として存
在せしめ、該粒状体を攪拌しながら発酵を行わせること
により、発酵槽内に大量の酵母を存在せしめて、短い時
間時間で連続発酵を可能ならしめたものである。
在せしめ、該粒状体を攪拌しながら発酵を行わせること
により、発酵槽内に大量の酵母を存在せしめて、短い時
間時間で連続発酵を可能ならしめたものである。
即ち、本発明の方法では、単に発酵槽中に多孔質粒状体
を存在せしめ、発酵液を攪拌するだけで、糖液の供給お
よび発酵液の抜出しを連続的に行って良好な発酵歩合を
維持したまま、連続発酵を行うことができる。
を存在せしめ、発酵液を攪拌するだけで、糖液の供給お
よび発酵液の抜出しを連続的に行って良好な発酵歩合を
維持したまま、連続発酵を行うことができる。
本発明で用いられる多孔質粒状体は、酵母の平均的な大
きさである５μ以上の孔径を有する多孔体であれば任意
のものが使用し得るが、好ましくは２０〜１００μ程度
の細孔を多数有するものがよい。発酵液中で酵母はこの
多孔体の細孔の内壁に付着するだけでなく、細孔中の液
に多数浮遊する状態で生育し、保持されているものと推
察される。このような多孔体としては、連続空隙を有す
る各種のスポンジ体が使用し得る。即ち、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の
合成樹脂の発泡体、再生セルロースの発泡体等がある。
きさである５μ以上の孔径を有する多孔体であれば任意
のものが使用し得るが、好ましくは２０〜１００μ程度
の細孔を多数有するものがよい。発酵液中で酵母はこの
多孔体の細孔の内壁に付着するだけでなく、細孔中の液
に多数浮遊する状態で生育し、保持されているものと推
察される。このような多孔体としては、連続空隙を有す
る各種のスポンジ体が使用し得る。即ち、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等の
合成樹脂の発泡体、再生セルロースの発泡体等がある。
これらの多孔体は発酵液中に分散懸濁させるため粒状体
として用いられる。粒状体の大きさは発酵液中で、細孔
内の酵母が発酵液と十分接触し得るように５〜１５ｍｍ
程度とするのが好ましく、形状も一般に球形とするのが
好ましい。
として用いられる。粒状体の大きさは発酵液中で、細孔
内の酵母が発酵液と十分接触し得るように５〜１５ｍｍ
程度とするのが好ましく、形状も一般に球形とするのが
好ましい。
発酵液中に添加する多孔質粒状体の量は、その量が多い
ほど発酵液中の保持酵母けが多くなり、従って短時間の
滞留時間で発酵歩合を上げることができるが、多孔質粒
状体の細孔内の酵母に発酵液中の糖質および栄養物が充
分に接触するには、発酵液を攪拌する必要がある。その
ため、発酵液中の多孔質粒状体の量は発酵液と共に攪拌
可能な状態、即ち、良好な流動可能な状態でなければな
忙ない。従って、多孔質粒状体を加えた発酵液の全量に
対し、容積基準で２０〜５０％程度の多孔質粒状体が存
在するのが好ましい。
ほど発酵液中の保持酵母けが多くなり、従って短時間の
滞留時間で発酵歩合を上げることができるが、多孔質粒
状体の細孔内の酵母に発酵液中の糖質および栄養物が充
分に接触するには、発酵液を攪拌する必要がある。その
ため、発酵液中の多孔質粒状体の量は発酵液と共に攪拌
可能な状態、即ち、良好な流動可能な状態でなければな
忙ない。従って、多孔質粒状体を加えた発酵液の全量に
対し、容積基準で２０〜５０％程度の多孔質粒状体が存
在するのが好ましい。
攪拌は攪拌翼による機械的攪拌でも、空気その他の気体
の吹込みによる攪拌でもよく、場合によっては振動によ
る攪拌も採用し得る。
の吹込みによる攪拌でもよく、場合によっては振動によ
る攪拌も採用し得る。
本発明の多孔質粒状体内に酵母を保持させるための特別
の装置は不要である。通常は、酒母槽内に滅菌された多
孔質粒状体を投入し、一般の酒母製造法と同様にして２
４時間程度の酒母培養を行うことにより、多孔質粒状体
の細孔内に充分な量の酵母が生育される。この酵母を含
んだ多孔質粒状体を発酵槽内に移し、原料の糖液を供給
して連続発酵が開始される。
の装置は不要である。通常は、酒母槽内に滅菌された多
孔質粒状体を投入し、一般の酒母製造法と同様にして２
４時間程度の酒母培養を行うことにより、多孔質粒状体
の細孔内に充分な量の酵母が生育される。この酵母を含
んだ多孔質粒状体を発酵槽内に移し、原料の糖液を供給
して連続発酵が開始される。
他の方法としては、酒母を加えた発酵槽である程度発酵
を進行させた後、本発明の多孔質粒状体を直接加え、充
分な発酵状態となったとき、更に糖液の供給を開始し、
連続的に発酵液を抜出すことによって連続発酵に移行す
ることもできる。
を進行させた後、本発明の多孔質粒状体を直接加え、充
分な発酵状態となったとき、更に糖液の供給を開始し、
連続的に発酵液を抜出すことによって連続発酵に移行す
ることもできる。
本発明の連続発酵法において、発酵槽における発酵液の
平均シ帯留時間は、発酵槽内に存在する多孔質粒状体で
保持されている偽酵母濃度が高いので極めて短くするこ
とができ、通常３〜５時間である。発酵槽内の酵母の大
部分は、多孔質粒状体の細孔内に保持されているので、
滞留時間が酵母の２倍増殖時間より短くなっても、酵母
の洗い出しが少ないので発酵能力は低下しない。但し、
帯留時間が短くなると、発酵時間の短縮による歩合の低
下を生ずる。従って滞留時間は抜出し発酵液のアルフー
ル濃度と、単位時間当りのアルコール生産量とをにらみ
合せて最適の運転条件を選定すればよい。
平均シ帯留時間は、発酵槽内に存在する多孔質粒状体で
保持されている偽酵母濃度が高いので極めて短くするこ
とができ、通常３〜５時間である。発酵槽内の酵母の大
部分は、多孔質粒状体の細孔内に保持されているので、
滞留時間が酵母の２倍増殖時間より短くなっても、酵母
の洗い出しが少ないので発酵能力は低下しない。但し、
帯留時間が短くなると、発酵時間の短縮による歩合の低
下を生ずる。従って滞留時間は抜出し発酵液のアルフー
ル濃度と、単位時間当りのアルコール生産量とをにらみ
合せて最適の運転条件を選定すればよい。
本発明の連続アルコール発酵法は、酵母を用いて連続発
酵を行うアルコール以外の他の発酵法にも適用すること
ができる。
酵を行うアルコール以外の他の発酵法にも適用すること
ができる。
以下、本発明の方法を、図に示す装置を用いて比較例と
共に説明する。
共に説明する。
実施例１および２
廃糖蜜（糖分５３重量％）を希釈して糖分１３重量％、
尿素０．０３８重量％、硫安Ｊ０３８重量％の糖液を作
り、糖液貯槽１に貯える。スラントより酵母（Ｓａｃｃ
ｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｆｏｒｍｏａｅｎｓｉｓｌＪａｋ
ａｚａｗａ ）を採取し、１００ ｍｌの酒母を作り
、予め滅菌処理した前記糖液９００ ｍｌの入っている
容量１１の発酵槽４に添加し、攪拌翼７を５０ ｒｐｍ
で回転して攪拌しながら、３２℃で２４時間アルコール
発酵を行った後、発酵液５の酵母数および発酵歩合を測
定した。この時の酵母数は１．８ Ｘ １０１０８Ｗで
、発酵歩合は７３重量％であった。
尿素０．０３８重量％、硫安Ｊ０３８重量％の糖液を作
り、糖液貯槽１に貯える。スラントより酵母（Ｓａｃｃ
ｈａｒｏｍｙｃｅｓ ｆｏｒｍｏａｅｎｓｉｓｌＪａｋ
ａｚａｗａ ）を採取し、１００ ｍｌの酒母を作り
、予め滅菌処理した前記糖液９００ ｍｌの入っている
容量１１の発酵槽４に添加し、攪拌翼７を５０ ｒｐｍ
で回転して攪拌しながら、３２℃で２４時間アルコール
発酵を行った後、発酵液５の酵母数および発酵歩合を測
定した。この時の酵母数は１．８ Ｘ １０１０８Ｗで
、発酵歩合は７３重量％であった。
直径約１０ ｍｍの酢ビスポンジボール６ （西用ゴム
工業株製Ｐ’ＶＦスポンジ）１６ｇ （ボール容積とし
て２００ｍ１）をｐＨ２の硫酸溶液中に浸して滅菌した
ものを、しぼって上記発酵槽の発酵液中に加えた。５
Ｏｒｐｍで攪拌しながら糖液貯槽１よりポンプ２で糖液
を供給パイプ３から発酵槽中に注入し、抜出しパイプ８
で発酵液５を抜出し、連続発酵を行った。発酵温度は同
じく３２°Ｃに維持した。
工業株製Ｐ’ＶＦスポンジ）１６ｇ （ボール容積とし
て２００ｍ１）をｐＨ２の硫酸溶液中に浸して滅菌した
ものを、しぼって上記発酵槽の発酵液中に加えた。５
Ｏｒｐｍで攪拌しながら糖液貯槽１よりポンプ２で糖液
を供給パイプ３から発酵槽中に注入し、抜出しパイプ８
で発酵液５を抜出し、連続発酵を行った。発酵温度は同
じく３２°Ｃに維持した。
抜出された発酵液は貯槽９に送られる。抜出しパイプ８
には途中にサンプルびん１１がバルブ１０を介して取付
けられており、必要に応じて抜出された発酵液を採取す
る。サンプルびん１１中には予め既知最の濃硫酸が添加
されて、採取されたサンプル液の最終ｐＨが１以下にな
るようになっており、採取されたサンプル液中の酸１：
上は死滅するか少なくとも活動を停止する。サンプル量
は２２０ ｍｌで、残糊およびエタノール濃度を測定し
た。
には途中にサンプルびん１１がバルブ１０を介して取付
けられており、必要に応じて抜出された発酵液を採取す
る。サンプルびん１１中には予め既知最の濃硫酸が添加
されて、採取されたサンプル液の最終ｐＨが１以下にな
るようになっており、採取されたサンプル液中の酸１：
上は死滅するか少なくとも活動を停止する。サンプル量
は２２０ ｍｌで、残糊およびエタノール濃度を測定し
た。
この連続運転を６０日間行った。その間に得られた発酵
液のエタノール濃度はほぼ一定であった。
液のエタノール濃度はほぼ一定であった。
糖液の供給速度を２種類にとり、帯留時間を５．７時間
としたものと、３．５時間としたものとの２系列につい
て得られた結果を第１表に示す。滞留時間を短くするこ
とによって生成エタノール濃度は若干低下するが、単位
時間当りの生成量（エタノール生成速度）は増加する。
としたものと、３．５時間としたものとの２系列につい
て得られた結果を第１表に示す。滞留時間を短くするこ
とによって生成エタノール濃度は若干低下するが、単位
時間当りの生成量（エタノール生成速度）は増加する。
比較例１および２
酢ビスポンジボールを添加しないで、他は実施例１およ
び２と全く同様にして６０日間運転した。
び２と全く同様にして６０日間運転した。
得られた結果は同じく第１表に示す。生成エタノール濃
度は極めて低く、また、；帯留時間を短くすることによ
って生成アルコール濃度は著しく低下し、エタノール生
成速度も低下する。
度は極めて低く、また、；帯留時間を短くすることによ
って生成アルコール濃度は著しく低下し、エタノール生
成速度も低下する。
図は本発明の連続発酵方法の実施例を示す装置のフロー
シートである。 図示された要部と符号との対応は次のとおりである。 １・糖液貯槽、 ２・・ポンプ、 ３−・・供給パイプ
、 ４・・・発酵槽、 ５・・・発酵液、 ６・・・酢
ビスポンジボール、 ７・・・攪拌翼、 ８・・・抜出
しパイプ、 ９・・・貯槽、 １０・・・バルブ、 １
１・・・サンプルびん。 出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士厚田桂一部
シートである。 図示された要部と符号との対応は次のとおりである。 １・糖液貯槽、 ２・・ポンプ、 ３−・・供給パイプ
、 ４・・・発酵槽、 ５・・・発酵液、 ６・・・酢
ビスポンジボール、 ７・・・攪拌翼、 ８・・・抜出
しパイプ、 ９・・・貯槽、 １０・・・バルブ、 １
１・・・サンプルびん。 出願人 三菱化工機株式会社 代理人 弁理士厚田桂一部
Claims (3)
- （１） 酵母あるいは細菌を用いたアルコール発酵に
おいて、発酵槽中に多孔質粒状体を存在せしめ、該粒状
体を攪拌しながら発酵を行うことを特徴とする連続アル
コール発酵方法。 - （２）発酵槽内の発酵液総量中に多孔質粒状体を２０〜
５０容量％存在せしめる、特許請求の範囲第（１）項に
記載の方法。 - （３）酒母槽に多孔質粒状体を添加して酒母培養を行な
った後、該多孔質粒状体を発酵槽中に添加してアルコー
ル発酵を行う、特許請求の範囲第（１）項または第（２
）項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175540A JPS5876096A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 連続アルコ−ル発酵方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56175540A JPS5876096A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 連続アルコ−ル発酵方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5876096A true JPS5876096A (ja) | 1983-05-09 |
Family
ID=15997857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56175540A Pending JPS5876096A (ja) | 1981-10-31 | 1981-10-31 | 連続アルコ−ル発酵方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5876096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129979A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-03 | Hitachi Zosen Corp | 付着菌体流動法によるアルコ−ルの連続製造法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444088A (en) * | 1977-08-19 | 1979-04-07 | Stamicarbon | Converting method and apparatus by enzyme |
| JPS55165796A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of high concentration ethanol using fixed yeast |
| JPS5750888A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-25 | Hitachi Zosen Corp | Preparation of alcohol by fermentation |
-
1981
- 1981-10-31 JP JP56175540A patent/JPS5876096A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5444088A (en) * | 1977-08-19 | 1979-04-07 | Stamicarbon | Converting method and apparatus by enzyme |
| JPS55165796A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Tanabe Seiyaku Co Ltd | Preparation of high concentration ethanol using fixed yeast |
| JPS5750888A (en) * | 1980-09-11 | 1982-03-25 | Hitachi Zosen Corp | Preparation of alcohol by fermentation |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58129979A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-08-03 | Hitachi Zosen Corp | 付着菌体流動法によるアルコ−ルの連続製造法 |
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